Composição Química Celular

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Classificação e composição química
celular
Classificação e composição da estrutura celular como elementos fundamentais para a existência da vida
na Terra.
Daniel Motta da Silva
1. Itens iniciais
Propósito
Compreender a classificação celular e as substâncias orgânicas e inorgânicas presentes nas células é
fundamental no estudo das Ciências Biológicas para compreensão dos processos fisiológicos em nível celular
e de organismo.
Objetivos
Relacionar a importância do estudo do Universo ao estudo dos seres vivos.
Descrever a classificação das células.
Identificar as substâncias inorgânicas que compõem a célula.
Identificar as substâncias orgânicas que compõem a célula.
Introdução
A célula é a unidade básica de qualquer ser vivo, que sempre vai se originar de outra preexistente, seja de
uma planta, um animal, um cogumelo ou uma bactéria. As características da sua estrutura e função
combinadas e atuando de forma complementar possibilitam a diversidade de organismos que conhecemos e
que eles vivam sob as mais distintas condições. 
Descobriremos que tanto a estrutura quanto a função estão relacionadas às características químicas, que
fazem com que todo o organismo funcione. Veremos como as células surgiram na Terra, em um ambiente
primitivo e inóspito, dando origem aos primeiros organismos vivos. A partir daí, conheceremos os níveis de
complexidade da matéria viva. Veremos, ainda, que as diferenças entre os tipos de células, quanto à estrutura
ou à função, geraram uma classificação que facilita a identificação e reconhecimento entre os seres vivos. 
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Representação da Terra recém-formada.
1. O Universo e os seres vivos
Elementos básicos
A humanidade há muito busca entender a origem de tudo: plantas, animais, rochas, o Universo e do lugar
onde vivemos. A teoria mais aceita na atualidade para a origem do Universo ainda é a do Big Bang, que leva
em consideração que o Universo não é estático e está em expansão constante.
Estima-se que o Big Bang ocorreu há cerca de
13,7 bilhões de anos, a partir de uma enorme
explosão. A formação das galáxias aconteceu
após o resfriamento e escurecimento do
Universo e com a formação e acúmulo de
átomos de hidrogênio. De dentro das galáxias
começaram a se formar as estrelas.
Durante bilhões de anos, explosões sucessivas
ocorridas nas estrelas foram espalhando
elementos químicos pesados, compondo
nebulosas, responsáveis pela formação dos
sistemas planetários, assim como o Sistema Solar, onde vivemos. O Sistema Solar, e com ele a Terra, formou-
se há 4,6 bilhões de anos.
Representação do Sistema Solar.
A Terra era como uma bola de fogo, com superfície extremamente quente de consistência liquefeita, com alta
atividade vulcânica e emissão de gases para a atmosfera, principalmente CO2. Essas condições não
propiciaram a existência de qualquer forma de vida até 3,6 bilhões de anos, conforme indicam os registros
fósseis.
Mas, como esses organismos surgiram, já que
não havia oxigênio na atmosfera, as
temperaturas eram elevadas e não havia água?
Vamos compreender isso.
 
Todas as coisas no Universo — inclusive você,
tudo o que consegue observar neste momento
e até o ar que o envolve — são formadas por
elementos químicos em diferentes
combinações e concentrações, possibilitando
formas, texturas, aromas, cores, rigidez, força
que caracterizam cada uma delas.
Vamos começar pelos átomos!
Átomos
Os átomos recebem esse nome por serem considerados, na época em que foram descritos, a menor partícula
existente e que não poderia ser dividida. O termo vem do grego atomos, em que a significa “não” e tomo,
“divisão”. Embora inicialmente tenha sido considerado indivisível, atualmente sabemos que é possível dividi-lo
em partículas ainda menores, como prótons, elétrons e nêutrons, e que estes também podem ser divididos.
Conhecemos atualmente 118 diferentes elementos químicos formados por átomos, que estão representados
na tabela periódica, de acordo com as suas propriedades:
Tabela periódica dos elementos.
Os átomos são responsáveis por toda matéria existente no Universo e são formados por um núcleo, onde
estão os prótons e nêutrons. Esse núcleo é rodeado por uma nuvem de elétrons, segundo o modelo atômico
de Schrödinger.
Schrödinger
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger foi um físico teórico austríaco que nasceu em Viena-Erdberg,
em 12 de agosto de 1887, e faleceu em 4 de janeiro de 1961.
Representação de um átomo.
Os átomos combinam-se entre si, formando estruturas mais complexas: as moléculas.
Moléculas
As moléculas são estruturas de complexidade variável, formadas pela união de dois ou mais átomos, iguais ou
não, por ligações covalentes. Apresentam duas características básicas: a estabilidade e a neutralidade
elétrica. As moléculas podem ser representadas por uma fórmula molecular, por meio da representação de
seus elementos, ou de forma estrutural. 
Ligações covalentes
Também chamadas de ligações moleculares, são ligações químicas em que os átomos compartilham um
ou mais pares de elétrons com objetivo de garantir a estabilidade das moléculas.
Molécula do Oxigênio
Fórmula molecular – O2 
Molécula do Ozônio
Fórmula molecular – O3 
Molécula da Água
Fórmula molecular – H2O 
Molécula do Dióxido de Carbono
Fórmula molecular – CO2 
As moléculas de oxigênio formam o gás que respiramos quando são constituídas por 2 átomos, enquanto o
ozônio, que forma a camada que protege a Terra contra o excesso de raios UV, é formado por 3 átomos de
oxigênio.
O dióxido de carbono é fundamental para que os organismos fotossintetizantes realizem a fotossíntese e
transformem a energia luminosa em energia química. Por fim, a água, que é formada pela união de dois átomos
de hidrogênio e um de oxigênio, é tão importante que chega a ser responsável por mais da metade de toda a
matéria viva.
A combinação desses elementos forma moléculas cada vez mais complexas que são responsáveis
pela construção do que conhecemos, inclusive a própria vida. 
Temos, ainda, um grupo particular: as moléculas orgânicas. Sem elas não há vida da forma como conhecemos.
Origem da vida
Os elementos existentes no Universo podem se combinar de muitas formas. Dentre elas, são possíveis
organizações compatíveis com a vida. Ao longo da história, cientistas buscam essa origem e muitas teorias
foram propostas para explicar como e por que a vida surgiu na Terra. Vamos aqui abordar algumas delas.
Experimento de Francesco Redi.
Experimento de Louis Pasteur.
Teoria da Abiogênese
Também chamada de Teoria da geração espontânea, afirmava que os seres vivos surgiam espontaneamente
da matéria bruta, pelo fato de existir nela uma força vital capaz de gerar a vida.
Experimentos foram realizados para a comprovação dessa teoria.
Exemplo
Temos neste caso um exemplo bem conhecido: quando deixaram, em um ambiente vazio, roupas sujas e
grãos, como os de trigo, e, após alguns dias, foram encontrados ratos no local. Atualmente essa teoria
parece absurda, mas foi aceita por muitos anos. 
Teoria da Biogênese
Postulava que um ser vivo viria de outro ser vivo preexistente.
Muitos experimentos foram realizados na tentativa de refutar a Teoria da Abiogênese. O biólogo italiano 
Francesco Redi (1626-1697), no século XVII, foi um dos primeiros a questioná-la e realizou um experimento
utilizando diferentes frascos de vidro com pedaços de carne. Alguns foram fechados com gaze, outros
tampados e alguns ficaram abertos.
Ao final do experimento, nos frascos abertos,
onde as moscas tinham livre acesso para
pousar, surgiram larvas; enquanto naqueles que
estavam fechados não houve o surgimento de
nenhuma. O pesquisador concluiu que as larvas
eram uma forma inicial das moscas e que estas
não surgiam dos pedaços de carne.
Pesquisas continuaram sendo feitas com a
aplicação da Teoria da Biogênese com o intuito
de explicar o surgimento de microrganismos. A
resposta para essa questão apareceu muitos
anos depois, no século XIX, quando o cientista
francês Louis Pasteur (1822-1895) realizou
seus experimentos, que consistiamem colocar um material nutritivo em frascos com os gargalos curvados,
onde esse material manteria o contato com o ar, mas ficaria longe de poeira e outras partículas presentes
nele. O material era fervido de modo a garantir que nenhum microrganismo estivesse vivo dentro dos frascos.
Como resultado, em nenhum dos frascos
apareceram microrganismos já que estes
ficavam retidos nos gargalos curvos. Para a
comprovação, alguns frascos tiveram os
gargalos quebrados e, após alguns dias,
apresentaram microrganismos, enquanto os
outros não. Com esse experimento, Pasteur
provou que a Teoria da Abiogênese estava
errada.
Criacionismo
Na tentativa de explicar a origem da vida, os
religiosos afirmam que Deus é o responsável
pela criação do Universo e por todos os seres que nele vivem, como é descrito na Bíblia, em Gênesis.
Essa teoria é chamada de Criacionismo e é ligada à crença religiosa, não sendo aceita pela comunidade
científica, porque ela afirma que os seres vivos foram criados exatamente como são hoje, imutáveis, e
evidências científicas mostram que os organismos mudam com o passar do tempo.
Teoria da Panspermia
Essa teoria afirma que a origem da vida não
teria ocorrido na Terra e sim em algum outro
lugar no Espaço, sendo transportada por
meteoros que aqui colidiram, trazendo esporos
que encontraram um ambiente favorável, dando
origem a formas de vida primitivas.
Essa teoria ganhou um pouco mais de força
quando foram encontrados compostos
orgânicos em amostras de meteorito, mas
perdeu espaço por não explicar como a vida
teria surgido em outro lugar do Universo.
Teoria de Oparin e Haldane
Atualmente, temos como teoria mais aceita a de Oparin e Haldane, que explica como compostos inorgânicos
se organizaram de modo a dar origem aos seres vivos. Seguindo essa hipótese:
 
A Terra, em seus primórdios, estaria repleta de amônia, hidrogênio, metano e vapor de água, que eram
liberados constantemente pela intensa atividade vulcânica à época.
 
O vapor de água condensava e a água voltava ao solo na forma líquida como chuva e, ao tocar a
superfície quente do planeta, voltava a evaporar, iniciando-se o ciclo de chuvas.
 
Toda essa movimentação de elementos acabou por contribuir com a alteração climática da atmosfera,
fazendo com que a temperatura da Terra diminuísse gradativamente.
 
Pela combinação do resfriamento da crosta terrestre com as descargas elétricas e as radiações
solares, os elementos presentes na atmosfera começaram a se combinar com outros um pouco mais
complexos, formando, assim, os primeiros compostos orgânicos: os aminoácidos.
 
Esses compostos eram levados por meio das chuvas para os oceanos, que começaram a se formar a
partir do momento que a temperatura do planeta foi diminuindo, permitindo o acúmulo de água.
 
Esses aminoácidos foram se acumulando nos oceanos primitivos e começaram a se combinar em
compostos chamados de proteinoides, semelhantes às proteínas que conhecemos atualmente.
 
Novas reações foram acontecendo ao longo do tempo, e esses compostos se organizaram de forma a
parecerem vesículas, denominadas de coacervados.
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Oparin e Haldane
Aleksandr Ivanovich Oparin foi um biólogo e bioquímico nascido na Rússia em 2 de março de 1894. Ele
faleceu em 21 de abril de 1980. John Burdon Sanderson Haldane foi um biólogo e geneticista britânico,
nascido em 5 de novembro de 1982 e falecido em 1º de dezembro de 1964.
Com o tempo, os coacervados ficaram mais estáveis e complexos, sendo capazes de controlar suas próprias
reações químicas e realizar trocas com o meio externo. Conforme a complexidade dos coacervados foi
aumentando, eles, provavelmente, foram se aperfeiçoando ao ponto de formar lipídios, proteínas e ácidos
nucleicos, sendo assim considerados os primeiros seres vivos.
Coacervados.
No século XX, foi realizado um experimento a fim de comprovar a Teoria de Oparin e Haldane, em que foi
simulada a atmosfera primitiva da Terra, rica em metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Foi possível
criar diversas moléculas de aminoácido alanina e glicina, assim como ureia e ácido fórmico. Isso comprovou
que compostos orgânicos poderiam ter surgido por reações químicas a partir dos elementos presentes na
atmosfera.
Como os primeiros organismos se alimentavam?
Outras questões ainda foram levantadas a respeito da origem dos seres vivos, como a discussão de qual
maneira os primeiros organismos se alimentavam. Isso gerou duas hipóteses:
Condições para o surgimento e manutenção da vida na Terra
Atualmente, são consideradas as seguintes condições para o surgimento e manutenção da vida na Terra:
Heterotróficos 
A primeira diz que esses organismos seriam
heterotróficos e se alimentariam de matéria
orgânica simples dispersa no ambiente,
realizando o processo de fermentação. Logo,
eram fermentadores por serem muito simples
para conseguir sustentar reações complexas,
como a fotossíntese, por exemplo.
Autotróficos 
No lado oposto, temos a hipótese de que
os organismos primitivos seriam
autotróficos, capazes de produzir
moléculas nutritivas a partir da energia
de reações de compostos inorgânicos
presentes nas rochas, sendo, assim,
quimiolitoautotróficos. Nessa hipótese,
levam em consideração que não haveria
matéria orgânica suficiente para a
manutenção de organismos
heterotróficos.
 
A distância que a Terra está do Sol parece a ideal para a vida, visto que não vemos outras formas de
vida nos demais planetas no Sistema Solar. A Terra não está muito perto do Sol, garantindo que a
temperatura permita que a água não evapore por completo, nem longe demais. para que ela congele.
Assim, é possível a forma líquida, um dos elementos mais importantes para a vida como conhecemos,
já que todos os processos biológicos ocorrem em meio aquoso, como reveremos mais adiante.
 
O impacto que ocorreu logo que a Terra se formou, originando a Lua, que exerce força de gravidade,
mantendo a inclinação do eixo da Terra e a estabilidade do clima. Além disso, a Lua promove a subida e
a queda periódica do mar por meio das marés, causando a migração de organismos entre diferentes
regiões.
 
O campo magnético gerado pelo núcleo metálico da Terra atua como um escudo contra radiações
cósmicas.
 
As atividades tectônicas e o vulcanismo como resultado dos movimentos do manto fluido. Devemos
lembrar que as atividades de vulcões contribuíram com emissões de CO2 e HS, gases utilizados pelos
primeiros organismos unicelulares para se nutrirem. Além disso, as emissões volumosas e constantes
de CO2 permitiram o efeito estufa, que mantém o clima estável e a temperatura em condições
favoráveis à manutenção da vida.
A vida no Sistema Solar
A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre as características dos planetas do Sistema Solar que
impedem a existência de vida.
Conteúdo interativo
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Verificando o aprendizado
Questão 1
A origem da vida em nosso planeta sempre despertou a curiosidade de cientistas, desde muito tempo. Várias
foram as teorias que surgiram, envolvendo diferentes linhas de pensamento. Uma dessas teorias diz que a
vida surgiu fora da Terra e chegou aqui trazida por meteoros que se chocaram com nosso planeta. Esta teoria
é conhecida como:
A
Criacionismo
B
Geração espontânea
C
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• 
Abiogênese
D
Panspermia
E
Biogênese
A alternativa D está correta.
Panspermia é uma teoria que se baseia na ideia de que as partículas fundamentais ao surgimento da vida
chegaram aqui a partir do Espaço.
Questão 2
Muitas foram as teorias sobre a origem da vida na Terra, inclusive a de que a vida teria vindo do Espaço.
Atualmente, a hipótese mais aceita é a de que as primeiras formas de vida se formaram pela combinação de
componentes químicos da atmosfera primitiva. Entretanto, ainda há discussões sobre como os primeiros
organismos se alimentavam. Sobre isso, leia as asserções a seguir, analise-as e marque a opção correta:
Asserção I – Uma das hipóteses sobre como os primeiros organismos se alimentavam é deque seriam formas
de vida autotróficas.
PORQUE
Asserção II – Os primeiros organismos já teriam complexidade para realizar fotossíntese.
A
As asserções I e II são verdadeiras, e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I.
B
As asserções I e II são verdadeiras, e a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I.
C
A asserção I é verdadeira, e a asserção II é falsa.
D
A asserção I é falsa, e a asserção II é verdadeira.
E
As asserções I e II são falsas.
A alternativa C está correta.
Uma das hipóteses sobre a forma de alimentação dos primeiros organismos formados na Terra primitiva é
de que seriam autotróficos, mas que não eram capazes de realizar fotossíntese por não possuírem a
estrutura complexa para tal. Eles produziriam o seu alimento a partir de energia de reações de compostos
inorgânicos presentes nas rochas, sendo quimiolitoautotróficos.
2. As células
Histórico da descoberta e estudos das células
Veja a seguir, o crescimento nas observações das células:
1663
A descoberta
O cientista inglês Robert Hook (1635-1703) encontrou pela primeira vez cavidades em lâminas de
cortiça observadas ao microscópio que ele inventou. Ele denominou as cavidades da cortiça como
células, derivado do latim cella que significa pequeno compartimento, em seu livro Micrografia, de
1665.
1665
A observação das células
Outros cientistas descreveram também células, observadas principalmente em diferentes tecidos de
vegetais. Essas observações se estenderam ao longo dos anos.
1670
As hemácias em células animais
O microscopista Leeuwenhoeck (1632-1723) observou pela primeira vez células animais: as hemácias.
Por serem muito menores do que as células vegetais, não foram chamadas, inicialmente de células,
mas de glóbulos.
1700
O núcleo
Leeuwenhoeck observa o núcleo pela primeira vez, mas não imaginava que fizesse parte das células.
Século XVIII
A constituição celular dos vegetais
Após mais de um século de estudos microscópicos de tecidos, principalmente de vegetais, havia um
consenso de que todos os vegetais seriam formados por células.
1774
Os glóbulos
Cientistas começaram a perceber a presença de substância viscosa no interior de diferentes células
animais, que chamaram de glóbulos.
1780
O nucléolo
O núcleo passou a ser considerado parte da célula e foi descrito, pela primeira vez, o nucléolo.
1788
Similaridade entre animais e vegetais
Cientistas descreveram substância viscosa em células vegetais, similar à encontrada nas células
animais, reforçando a ideia de que animais e vegetais deveriam possuir células similares.
1836
O núcleo em células humanas
É reconhecida a presença de núcleo em todas as células humanas, exceto nas hemácias.
1839
Teoria Celular
O médico alemão Theodor Schwann (1810-1882) afirmou que todos os tecidos animais e vegetais são
formados por células, estabelecendo a base da Teoria Celular. Ele afirmou ainda que as células teriam
uma atividade plástica e outra metabólica.
1860
Protoplasma
A substância viscosa recebeu o nome de protoplasma, levantando a ideia de que estaria presente em
todos os organismos.
Como acabamos de estudar, os avanços nas observações das células ocorreram ao longo de mais de 300
anos, mas, ao mesmo tempo, eram observados aprimoramentos dos equipamentos de observação: os 
microscópios. Logo, não seria possível chegar ao que conhecemos atualmente sobre as células sem os
avanços tecnológicos.
Célula animal.
Teoria celular
A Teoria Celular de Theodor Schwann afirma
que todos os tecidos animais e vegetais são
formados por células, e que elas possuem
funções plásticas e metabólicas. Conforme
essa ideia foi sendo aceita, outras pesquisas
foram sendo feitas para entender como as
células surgiam. Foi verificado, depois de
muitas observações, que uma célula apenas
pode surgir de outra célula preexistente.
A teoria celular está ancorada em três
pressupostos:
 
1. Todos os seres vivos são constituídos por células.
 
2. As células são o centro dos processos fundamentais à vida, entendendo-se aqui a expressão e transmissão
de características hereditárias e as reações químicas metabólicas.
 
3. Todas as células são formadas a partir de outra preexistente.
Dentro de sua estrutura, as células carregam as informações genéticas, o DNA, que determinará como ela
deverá ser individualmente e como componente de uma espécie. Essas informações são passadas entre as
gerações pelos processos de divisão celular que todos os seres vivos realizam.
Vírus
Os vírus não são capazes de se multiplicar sozinhos, só executam esse processo enquanto parasitam uma
célula. Eles usam a estrutura celular para produzir as moléculas que formarão novos vírus.
Não possuem todas as estruturas e enzimas necessárias para a formação de novos vírus. Portanto, são
considerados parasitas intracelulares obrigatórios. Induzem a célula parasitada a sintetizar as moléculas virais
no lugar das moléculas da própria célula.
Apresentam uma relação bastante específica com o tipo celular que atacarão.
Exemplo
Vírus de vegetais não atacam células animais e vice-versa. Porém, alguns vírus de vegetais conseguem
invadir células de insetos permitindo a disseminação do vírus para outras plantas. Temos ainda os vírus
que infectam bactérias, conhecidos como bacteriófagos. 
Com isso, no que tange à Teoria Celular, os vírus não são considerados seres vivos, sendo classificados como
pertencentes ao grupo dos vírus.
Todas as células têm a mesma estrutura?
Já sabemos que as células são diferentes entre si, mas considerando o que está estabelecido na Teoria
celular, surgem duas indagações:
Todas as células possuem a mesma estrutura?
Qual a estrutura mínima necessária para que a célula corresponda à Teoria Celular?
Comentário
As células não apresentam a mesma estrutura, mas têm todas as características e aparatos necessários
para corresponderem ao que está estabelecido na Teoria Celular. 
Existem células extremamente simples e outras muito complexas. Isso não quer dizer que uma seja mais
importante do que a outra.
Exemplo
As bactérias são um tipo de célula bem simples, mas que é autossuficiente e ainda capaz de causar
enormes estragos em muitos organismos vivos. 
Vamos entender, então como é a estrutura das células a partir de agora.
Células procariontes e eucariontes
Entre todos os organismos vivos, encontramos células de estruturas, formas e tamanhos muito diversos. A
estrutura e a forma estão relacionadas às moléculas que compõem as células e podem variar bastante.
Entretanto, as diferentes formas encontradas nas células dos organismos pluricelulares tendem a ser estáveis
ou fixas em condições normais, podendo variar conforme sejam atingidas por fatores adversos.
Exemplo
Os eritrócitos humanos variam de forma em indivíduos portadores de anemia falciforme. O tamanho das
células pode variar de poucos micrômetros de diâmetro ou de comprimento, como ocorre na maioria dos
organismos, mas podem atingir alguns centímetros – como na alga Acetabularia – ou chegar a um metro
de comprimento, como em algumas fibras nervosas humanas. 
Apesar de toda essa diversidade, em todos os organismos vivos que conhecemos, encontramos dois tipos
básicos de células: as células procariontes e as células eucariontes. Essa classificação tem relação com a
estrutura celular, com maior complexidade nas células eucariontes, em relação às procariontes.
Células procariontes
O termo procarionte vem dos termos gregos pro (primeiro) e karyon (núcleo). Os seres vivos com células
procariontes recebem a denominação de procariotos ou procariontes, são unicelulares e pertencem aos
domínios Bacteria e Archaea (Ou Arquea).
Estrutura do envoltório de Escherichi colli, uma
bactéria.
Vamos estudar as características da célula procariótica.
Envoltório
Podemos encontrar em algumas células uma camada mais externa denominada cápsula, formada de
polissacarídeos (Polímeros de açúcar), que protege a célula contra a dessecação e permite aos procariontes
se ligarem uns aos outros e a se aderiremem superfícies. Em procariontes patogênicos, a cápsula protege o
patógeno do sistema de defesa do organismo infectado.
A parede celular é um envoltório presente em todos os procariontes. Ela é bastante rígida, responsável pela
forma das células e proteção mecânica, impedindo que a célula se rompa, caso absorva muita água. Nas
bactérias, é constituída de peptidoglicana, enquanto nas arqueas é composta, principalmente, por
pseudopeptidoglicana ou proteínas.
Abaixo da parede celular de todos os
procariontes, existe uma membrana plasmática
constituída por uma bicamada fosfolipídica 
(formada por uma molécula de glicerol, ligada a
uma cabeça de fosfato e a duas caudas de
ácidos graxos). A membrana plasmática é uma
barreira permeável e tem função no transporte
de moléculas para dentro e para fora da célula.
Ela pode apresentar invaginações no
citoplasma, denominadas mesossoma, ou ainda
algumas membranas paralelas associadas à
clorofila ou outros pigmentos responsáveis por
captação de luz nas células que realizam
fotossíntese.
Nas arqueas, encontramos uma característica
na membrana plasmática que as difere das
bactérias e dos eucariontes: em espécies que colonizam fontes de águas ferventes, as caudas de fosfolipídios
opostos na bicamada se unem, formando uma só camada. Essa estrutura em monocamada fosfolipídica
proporciona estabilidade à membrana em altas temperaturas.
Bicamada fosfolipídica presente em bactérias e eucariontes.
Monocamada fosfolipíica das arqueas.
As células procarióticas podem apresentar ainda apêndices no seu envoltório, que têm função de aderir as
células às superfícies, permitem movimentos da célula ou transferência de DNA entre as células. 
Apêndices bacterianos.
São dos seguintes tipos:
Fímbrias
Permitem a adesão das células às superfícies.
Pili
Mais longos do que as fímbrias e podem ter função na transferência de DNA entre células durante a 
conjugação (Processo pelo qual bactérias se unem e formam um tubo através do pili, por onde ocorre
a transferência de DNA entre elas.) ou auxiliar na locomoção das bactérias no ambiente.
Flagelos
Apêndices encontrados em menor quantidade, com função de movimentos rotatórios em ambiente
aquoso.
O material genético é constituído por um só cromossomo circular, localizado em uma região chamada de 
nucleoide. Muitos procariontes, além do cromossomo circular, têm pequenos anéis de DNA chamados de 
plasmídeos. Eles podem ser copiados dentro da própria célula, de forma independente do cromossomo
circular, e ser transferidos para outras células procariontes. 
Material genético em célula procarionte.
Citoplasma
As células procarióticas possuem o material genético imerso no conteúdo celular, que chamamos de 
citoplasma. Essa é a principal característica que as distingue das células eucarióticas.
Outra característica das células procariontes é a carência de compartimentos membranosos individualizados
no citoplasma, onde são encontrados ribossomos dispersos, ligados a moléculas de RNA mensageiro. 
Estrutura bacteriana.
Células eucariontes
O nome eucarionte, em grego, significa verdadeiro (eu) e núcleo (karyon). Isso quer dizer que possuem um
núcleo verdadeiro, onde os cromossomos estão separados do citoplasma por um envoltório nuclear. Essa é a
principal diferença entre procariontes e eucariontes. 
A membrana plasmática é a parte mais externa das células de muitos organismos, exceto fungos e plantas. É
o envoltório que delimita a célula e separa o citoplasma do meio extracelular, servindo para manter constante
a sua individualidade. 
Membrana Plasmática.
Apresenta entre 7nm e 10nm de espessura, podendo ser observada em eletromicrografia como duas linhas
escuras separadas por uma linha clara. Essa estrutura organizacional é comum às demais membranas
encontradas na célula.
Está morfologicamente estruturada como uma bicamada fosfolipídica e proteínas diversas. Na face externa da
membrana, é encontrado o glicocálice, formado pelas porções glicídicas dos glicolipídios e das proteínas.
Atenção
A parede celular está presente nas células vegetais, sendo uma das principais características que as
diferenciam das células animais. Seu principal componente é a celulose. Nos fungos, as células também
possuem parede celular, porém o principal componente é a quitina. A parede celular é um componente
de resistência mecânica do envoltório celular. 
Citoplasma e núcleo
As células eucarióticas são compartimentalizadas apresentando duas regiões morfológicas distintas: o 
citoplasma e o núcleo, que estão separados pelo envoltório nuclear, também chamada de carioteca, pelo qual
há um fluxo constante de moléculas diversas entre as duas regiões nos dois sentidos.
No citoplasma dos eucariotos, encontramos organelas membranosas como retículo endoplasmático,
mitocôndrias, lisossomos, peroxissomos, aparelho de Golgi, além de substâncias diversas, como grânulos de
glicogênio e gotas lipídicas. O espaço entre essas estruturas é preenchido pela matriz citoplasmática, que
também é conhecida como citosol.
A matriz citoplasmática é composta por água, diferentes íons, aminoácidos, precursores dos ácidos nucleicos,
enzimas e outras moléculas importantes para o metabolismo celular. Ainda possui microfibrilas e microtúbulos
responsáveis pela movimentação citoplasmática.
Um ponto de destaque no que diz respeito à diferença entre procariontes e eucariontes é a ausência
do citoesqueleto nos procariotos. Em eucariotos, o citoesqueleto tem como função os movimentos e
a forma celular que, muitas vezes, é altamente complexa. A morfologia simples apresentada pelos
procariotos, normalmente esférica ou em bastonete, é mantida unicamente pela parede celular, que
é sintetizada no citoplasma e agregada à face externa da membrana celular. 
A diferença mais marcante entre os dois tipos é a pobreza de membranas observada nos procariotos. O
citoplasma dos eucariotos é subdividido em compartimentos membranosos e microrregiões no citoplasma
com diferentes proteínas que executam funções especializadas.
Enquanto os procariotos são sempre organismos unicelulares, os eucariotos podem ter organização
pluricelular, formando, assim, seres ainda mais complexos. Na organização pluricelular, as células não
trabalham mais individualmente e sim em conjunto. Cada uma adotando funções específicas para garantir o
funcionamento ideal do organismo.
As células tendem a se especializar de tal forma que passam a depender do funcionamento das demais, visto
que o papel de cada uma é altamente específico.
A própria morfologia celular está relacionada ao tipo de função que a célula vai executar:
Nos organismos unicelulares
O formato da célula tende a favorecer uma
dinâmica compatível com o seu tipo de
deslocamento no meio e forma de nutrição.
Nos organismos pluricelulares
Aforma depende da função a ser executada e
da pressão exercida por células vizinhas.
Notamos que não há uma forma padrão de célula, tudo depende do modo como ela interage com o meio e
com as células vizinhas. 
Células eucariontes.
Entre os componentes citoplasmáticos, merecem destaque os cloroplastos e o vacúolo, duas organelas
exclusivas das células vegetais. Já o centríolo é uma estrutura presente nas células animais e ausente em
células vegetais.
O núcleo dos eucariotos é individualizado por uma membrana, chamada envoltório nuclear. Este envoltório
tem papel importante na compartimentalização dos cromossomos e na separação dos processos de
transcrição e tradução durante a síntese de proteínas. O núcleo, portanto, abriga o material genético das
células, representado por um número de cromossomos que varia de acordo com a espécie.
Diferentemente dos procariontes, os cromossomos dos eucariontes têm formato de bastão e ocorrem aos
pares na maioria das células. Dentro do núcleo, também encontramos o nucléolo, com função de produzir
ribossomos. Está presente no núcleo, ainda, uma matriz nuclear com composição primordialmente proteica,
associada, principalmente, ao DNA.
Como acabamos de ver, podemos classificar as célulasde uma forma bem ampla, envolvendo todos
os seres vivos, em células procariontes e células eucariontes, cuja principal diferença está na
presença ou ausência de membrana delimitando um núcleo. 
Entre as células eucarióticas, é possível diferenciar células animais de células vegetais e fúngicas pela
presença ou não de uma parede celular e pela constituição dessa parede. 
Os componentes citoplasmáticos e nucleares estão envolvidos em processos metabólicos e de expressão
gênica. Todos serão vistos em detalhes mais adiante. 
Evolução dos Microscópios
A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre a evolução dos microscópios ao longo do tempo e o impacto
no estudo das células.
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Considerando o que está determinado na Teoria Celular, identifique, entre os organismos a seguir, os que não
são considerados seres vivos:
A
Vírus
B
Bactérias
C
Fungos
D
Algas
E
Protozoários
A alternativa A está correta.
Os vírus não podem ser considerados seres vivos, pois não possuem células. A Teoria Celular admite que
todos os seres vivos são formados por elas. Alguns pesquisadores consideram os vírus como seres vivos,
mesmo na ausência de células, por eles serem capazes de reproduzirem-se e por apresentarem
variabilidade genética.
Questão 2
A parede celular é uma estrutura que encontramos em todas as células procariontes, em todos os vegetais e
nos fungos, que são eucariontes. Embora a estrutura da parede seja rígida em todos os organismos, dando
proteção mecânica e mantendo a forma das células, especialmente quando há entrada de água, a sua
constituição tem características químicas diferentes. Marque a opção que descreve corretamente a diferença
entre a parede celular de bactéria e de fungos:
A
As bactérias possuem parede celular constituída de peptidoglicana e os fungos de celulose.
B
A parede celular das bactérias é constituída de celulose e a de fungos de peptidoglicana.
C
As bactérias possuem parede celular constituída de peptidoglicana e os fungos de quitina.
D
A parede celular das bactérias é constituída de celulose e a de fungos de quitina.
E
As bactérias possuem parede celular constituída de quitina e os fungos de celulose.
A alternativa C está correta.
A parede celular é um envoltório presente nas bactérias, Arqueas e eucariontes. Nas bactérias, ela é
constituída de peptidoglicana e, nos fungos, que são eucariontes, ela é constituída de quitina.
3. As substâncias inorgânicas das células
Composição química da célula
A estrutura celular é formada basicamente por 4 elementos: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, que se
combinam para formar uma série de moléculas organizadas de forma muito específica. Conhecer essas
moléculas é indispensável para entendermos a biologia das células, uma vez que as moléculas são os
elementos primordiais para formação delas, assim como as células são para os tecidos e organismos. 
Dentre os elementos químicos que compõem a célula, cerca de 75% a 85% corresponde à água, 2% a 3% são
os sais inorgânicos e o restante são os elementos orgânicos.
Água
A água é o elemento mais abundante da célula com algumas exceções, como células altamente especializadas
de dentes, ossos, caules e sementes. No entanto, a quantidade de água no organismo é variável em relação
ao nível de atividade metabólica celular e à própria idade do indivíduo.
Ela tem o papel de solvente natural para os íons e serve como meio para dispersão da maioria das
macromoléculas. É indispensável para o funcionamento metabólico, já que todos os processos
fisiológicos ocorrem exclusivamente em meio aquoso. 
A estrutura molecular da água a torna fundamental para a vida. Ela é morfológica e eletricamente assimétrica.
O ângulo formado pelos dois átomos de hidrogênio em relação ao de oxigênio é estimado a 104,9°, fazendo
com que a estrutura molecular representada pela fórmula H-O-H não seja linear.
Essa conformação estrutural da molécula da água faz com que as cargas positivas e negativas fiquem
organizadas de maneira irregular, com uma extremidade concentrando as cargas positivas e a outra as
negativas. A molécula de água é um dipolo, e é essa conformação que lhe confere todas as propriedades
exclusivas. 
Esquema da molécula de água.
As moléculas de água funcionam como ímãs entre si, e seu polo negativo é atraído pelo polo positivo de
outras moléculas. Dessa forma, entre as moléculas de água, são estabelecidas ligações de hidrogênio,
suficientes para manter a coesão das moléculas entre si. Isso a mantém fluida e estável em condições
ambientais normais. 
Ligações de hidrogênio na água.
Propriedades da água
A natureza bipolar da água é o que faz dela um dos melhores solventes conhecidos. Ela é capaz de dissolver
muitas substâncias cristalinas em outros íons por sua tendência a se combinar a íons positivos ou negativos.
A capacidade de dissolver substâncias é tão importante que a água é considerada solvente
universal. As substâncias que possuem características polares parecidas com as da água são
dissolvidas com facilidade como, por exemplo, o sal e o açúcar. 
Outra propriedade importante é seu alto calor específico, isto é, para que sua temperatura se eleve, é
necessária uma quantidade muito alta de energia na forma de calor. Para os seres vivos, isso é extremamente
importante, pois mantém a estabilidade térmica.
Exemplo
Pense num dia de calor muito forte, na praia. Enquanto a areia está escaldante, a água do mar está fria,
refrescante, porque a energia emanada do sol foi suficiente para subir rapidamente a temperatura da
areia, mas insuficiente para elevar a temperatura da água. 
Seu alto calor específico de vaporização é outra propriedade fundamental para os seres vivos. Essa
propriedade está relacionada à energia necessária para promover a mudança de estado líquido em estado de
vapor.
Exemplo
Quando suamos, as moléculas da água do suor se desprendem da superfície do nosso corpo, na forma
de vapor, causando o resfriamento da superfície do nosso corpo. 
Vamos conhecer as propriedades, clicando nas palavras a seguir:
Coesão
Uma propriedade ligada à atração que uma molécula de água exerce sobre as outras, em
consequência das ligações de hidrogênio, mantendo a água fluida e estável.
Difusão
Uma propriedade que observamos em meio aquoso, é o movimento
aleatório e espontâneo de uma substância de uma região de alta
concentração para outra região de baixa concentração até que as
concentrações das duas regiões fiquem iguais, sem que haja gasto de
energia. Esse é o tipo de transporte dominante em nível celular.
É importante perceber que, quanto mais curta a distância, mais rápida
será a difusão.
Encontramos nos sistemas vivos dois tipos de difusão:
Simples, quando as moléculas da substância fluem livremente
através da membrana;
Facilitada, quando, para as moléculas fluírem através da
membrana, é necessário que haja proteínas transmembranas que
façam a passagem.
Veja a seguir, o processo do fenômeno da osmose:
Representação do fenômeno da osmose.
A osmose é o fluxo da água através de uma barreira seletiva, como uma membrana, por exemplo. Nesse
processo, a água é quem se desloca da região de menor concentração para uma de maior concentração de
soluto.
• 
• 
Exemplo
Quando salgamos os peixes e carnes crus, estamos impedindo que microrganismos deteriorem o
alimento, pois, ao chegarem à superfície, perderão água para o meio altamente salino e morrerão. 
Como acabamos de ver, a configuração da sua estrutura está relacionada a algumas funções para os seres
vivos que vão desde o transporte, meio para reações químicas, até o controle de temperatura.
As reações químicas na célula possuem velocidade aumentada pela ação das enzimas e estas só funcionam
na presença da água. Nas reações de hidrólise, a água participa como um reagente. Além disso, vimos que os
processos de difusão e de osmose estão ligados ao equilíbrio das concentrações em áreas separadas por
membranas.Portanto, esse é o processo natural.
Ciclo da água
A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre o ciclo da água.
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Minerais
Os minerais participam como constituintes de estruturas esqueléticas do corpo dos seres vivos. Podem estar
dissolvidos em água, caso se dissociem em íons. Os íons são espécies químicas (átomos ou grupos de
átomos) que têm carga elétrica porque apresentam o número de prótons (carga positiva) diferente do número
de elétrons (carga negativa). Eles são de extrema importância para o metabolismo celular. 
São divididos em dois grupos, os microminerais e os macrominerais, devido às proporções encontradas dentro
do organismo e às suas necessidades.
Os macrominerais são encontrados em proporções maiores, enquanto os microminerais têm
participação muito menor. Para se ter uma ideia, os microminerais representam menos de 1% do total
de mineral em um animal.
Os principais íons para os organismos vivos são: cálcio (Ca), fósforo (P), sódio (Na), cloro (Cl), potássio (K),
magnésio (Mg), ferro (Fe), iodo (I). Cada um desses elementos realiza um papel importante no metabolismo
celular. Vamos falar um pouco sobre eles:
Ca
O cálcio está associado à estrutura de dentes e ossos, participa do processo de contração muscular,
está envolvido no funcionamento de nervos e na coagulação sanguínea. Podemos encontrá-lo em
alimentos vegetais: brócolis, espinafre, soja, linhaça e outros, assim como em derivados do leite e nas
sardinhas.
P
Na formação de dentes e ossos, temos também a participação do fósforo. Ele também é fundamental
para a estruturação dos ácidos nucleicos. Encontramos fósforo em diversos alimentos: carnes
(bovina, aves, peixes e outras), ovos, derivados do leite, feijões, ervilhas e outros.
Na
O sódio tem participação na regulação da homeostase celular e na transmissão de impulsos nervosos
e na estrutura das membranas celulares. É adquiro naturalmente nos alimentos que possuem sal,
como o sal marinho, utilizado na preparação de refeições.
Cl
O cloro é um ânion do fluido extracelular. Tem participação na regulação osmótica da célula junto com
o sódio. As concentrações de cloro são influenciadas pelas concentrações de sódio e potássio. É
possível verificar sua presença facilmente no ácido clorídrico do estômago, participando do processo
de digestão nos animais. Encontramos o cloro combinado com o sódio no sal comum.
K
Assim como o sódio e o cloro, o potássio participa do equilíbrio osmótico da célula e do
funcionamento das membranas. É encontrado em frutas, verduras, feijão, leite e cereais.
Mg
O magnésio participa de processos químicos com enzimas e vitaminas. É fundamental na formação da
clorofila, pigmento fotossintetizante presente nos cloroplastos dos vegetais. Também tem
participação na formação de ossos nos animais e no funcionamento dos nervos e músculos. É
encontrado em alimentos como hortaliças de folhas verdes, cereais, peixes, carnes, ovos, banana,
feijão e soja.
Fe
O ferro é um mineral essencial para a homeostase celular, participa da síntese de DNA e do
metabolismo energético. Sua capacidade de receber e doar elétrons o torna fundamental para
diversos processos metabólicos.
Nas mitocôndrias, ele é importante para as enzimas da cadeia respiratória. Também participa da
fixação do nitrogênio. Em alguns animais, é parte da estrutura da hemoglobina que transporta gases
nos eritrócitos, na mioglobina e no citocromo. É facilmente adquirido por meio de carnes, ovos,
legumes e hortaliças de folhas verdes.
I
Já o iodo atua nos processos de oxidação celular e pode interferir no metabolismo da água, proteínas,
lipídeos e outros minerais. É um elemento relativamente raro, porém é encontrado em todos os
tecidos animais em diferentes concentrações, chegando a 0,4mg/kg da massa do animal. É
encontrado em peixes e frutos do mar e, por questões legislativas, o sal de cozinha é iodado devido à
importância deste mineral.
Doenças causadas pela deficiência de minerais
Como falamos, os minerais participam de uma série de processos no metabolismo celular. Isso faz com que,
em organismos mais complexos como o nosso, possam apresentar diferentes problemas quando há falta de
um ou mais minerais. Vamos conhecer algumas doenças.
A osteoporose é uma doença causada pela
redução da densidade óssea, aumentando o
risco de fraturas. Essa doença ocorre em
diversas espécies de animais e é mais
frequente em indivíduos mais velhos. É
observada em animais que tem alimentação
deficiente em cálcio e fósforo, em que há um
desgaste ósseo mais rápido do que a formação
de osso. O cálcio e o fósforo são elementos
fundamentais na estrutura da matriz óssea.
O raquitismo é um transtorno da mineralização
dos ossos devido à falta de vitamina D, mas
que também tem como causa a deficiência de
cálcio, fósforo ou falta de exposição ao sol. As
baixas taxas de cálcio e fósforo na matriz ósseo causam raquitismo em indivíduos jovens.
A diminuição da taxa de sódio na célula afeta diretamente a homeostase celular. Em humanos, a redução da
quantidade de sódio tem consequências graves, podendo levar a convulsões, edema cerebral e até mesmo
coma. A doença causada pela diminuição do sódio no sangue é chamada de hiponatremia. É mais frequente
em indivíduos hospitalizados e tem como tratamento a reposição de sódio por meio de soro.
A deficiência de ferro é, relativamente, bem
conhecida pela população, já que temos os
quadros de anemia. A mais comum é por falta
de ferro, o que causa cansaço, falta de ar,
palpitações, dores de cabeça e outros
sintomas. É possível ter como origem
hemorragias, fluxo menstrual excessivo ou,
ainda, ocorrer durante o período gestacional. A
falta desse mineral compromete a formação da
hemoglobina, proteína responsável pelo
transporte de gases, e, consequentemente, a
produção de células sanguíneas. Isso afeta a
capacidade do organismo de atender às
demandas dos tecidos por gases.
A falta de iodo pode causar o aumento da glândula tireoide, que tem sua atividade aumentada e fica inchada,
chamada de bócio. É facilmente observado pois há um inchaço na região do pescoço. Suas causas são
ausência de iodo ou mal funcionamento da tireoide, como nos casos de hipertireoidismo ou hipotireoidismo.
Verificando o aprendizado
Questão 1
A água é o componente mais abundante encontrado nas células de animais e vegetais. Além disso, quanto
mais o organismo envelhece, menor o teor de água. Mas há alguns órgãos e estruturas que têm células com
menor teor de água, ainda que o organismo seja jovem. Entre os vegetais, encontramos células com baixo teor
de água em:
A
Folhas e flores.
B
Flores e sementes.
C
Folhas e raízes.
D
Caules e sementes.
E
Folhas e caules.
A alternativa D está correta.
No caule, encontramos tecidos constituídos basicamente por células mortas, que formam os tecidos
vasculares e de revestimento, sendo tecidos bastante secos. As sementes, durante seu desenvolvimento,
perdem até 90% da água de suas células.
Questão 2
Sobre as funções da água como componente celular, analise as assertivas a seguir:
I - Capaz de dissolver variadas substâncias.
II - Responsável pelo transporte de diversas substâncias.
III - Impede a ocorrência de reações químicas.
IV - Importante fator de regulação térmica dos organismos.
Estão corretas:
A
I
B
I e II
C
III e IV
D
I, II e IV
E
I, III e IV
A alternativa D está correta.
A água atua como meio ideal para a realização de diversas reações químicas nos organismos.
4. As substâncias orgânicas das células
Componentes orgânicos
Cerca de 20% da composição de um ser vivo são elementos orgânicos, a maior parte da composição é água e
a menor elementos inorgânicos, como vimos.
Temos como componentes orgânicos substâncias formadas a partir de cadeias carbônicas que apresentam
diferentes funções. São as vitaminas, carboidratos, lipídios, proteínas, enzimas e ácidos nucleicos.
Vitaminas
O termo vitamina é a denominação empregada para substâncias orgânicas necessáriasem pequenas
quantidades para as atividades metabólicas de um organismo. Substâncias que o organismo não sintetiza,
com exceção da vitamina D.
As vitaminas são divididas em duas classes:
Hidrossolúveis
São as vitaminas solúveis em água.
Lipossolúveis
São as vitaminas solúveis em lipídeos.
Veja na tabela a seguir as vitaminas, suas funções e principais fontes alimentares:
Vitaminas Onde se encontra Ação no organismo 
A 
(Retinol)
Cenoura, fígado, ovos,
leite e derivados.
Evita a cegueira noturna e a xeroftalmia.
Importante para o crescimento normal das
crianças. Essencial para uma pele saudável, para
os cabelos e, de uma maneira geral, para todos
os tecidos epiteliais do corpo.
B 1 
(Tiamina)
Levedura de cerveja,
cereais, came magra,
peixe, fígado, leite.
Necessária para as funções específicas do
coração e sistema nervoso. Evita o beribéri.
B 2 
(Riboflavina)
Fígado de cordeiro e
de frango, ovos, leite
e derivados, pão,
vegetais verdes.
Necessária para a saúde da pele. Corrige a
extrema sensibilidade dos olhos à luz. 
Essencial para o crescimento e proteção dos
tecidos do corpo
B 3 
(Niacinamida)
Vaca, amendoim, leite,
ovos, bacalhau.
Necessária para converter os alimentos em
energia. Colabora no sistema nervoso. Combate
a falta de apetite. Evita a pelagra.
B 5 
(Ácido
pantotênico)
Frutos secos, cereais,
legumes e batatas.
Essencial para a fisiologia das suprarrenais, para
a saúde do sistema nervoso e para a produção
de anticorpos.
B 6 
Carne, vísceras,
legumes, bananas,
cereais.
Importante para a saúde dos dentes e gengivas,
vasos sanguíneos, glóbulos vermelhos e sistema
nervoso.
B 8 
(Biotina)
Fígado, rins,
chocolate, amendoim.
Necessária para a conservação da pele e das
membranas mucosas. Importante para o
crescimento dos pelos, dos cabelos e das unhas.
Vitaminas Onde se encontra Ação no organismo 
B 9 
(Ácido fólico)
Vegetais verdes, ovos,
fígado.
Necessário para a produção de glóbulos
vermelhos, para o sistema nervoso e
peristaltismo.
B 12 
(Cobalamina)
Carne, peixe, leite,
amêijoas, atum.
Importante para a formação dos glóbulos
vermelhos, preservação da saúde do sistema
nervoso e ativação do crescimento das crianças.
C 
(Ácido
ascórbico)
Pimentas, kiwis, frutos
cítricos, morangos,
legumes frescos.
Essencial para o funcionamento do sistema
imunológico, para a absorção do ferro, saúde dos
dentes gengivas e ossos. Fortalece as células
dos tecidos e os vasos sanguíneos.
D Peixe, ovos, manteiga.
Necessária para fortalecer os dentes e os ossos.
Evita o raquitismo. Ativa a absorção do cálcio e
do fósforo.
E 
(Tocoferóis)
Óleos vegetais,
manteiga, gema,
legumes.
Importante para a formação e funcionamento dos
glóbulos vermelhos, músculos e outros tecidos.
K
Peixe, ovos, manteiga,
hortaliças.
Essencial para a coagulação normal do sangue.
 
Não ingerir a quantidade necessária para o organismo pode causar doenças. A falta de vitaminas é conhecida
como avitaminose e o excesso é hipervitaminose.
Carboidratos
Os carboidratos são os açúcares, também conhecidos como glicídios. São divididos em três grupos:
Monossacarídeos
São os açúcares mais simples. Possuem como fórmula geral (CH2)n. Os principais monossacarídeos
são as pentoses (açúcar com 5 carbonos) e as hexoses (açúcar com 6 carbonos). As pentoses mais
importantes são as que participam dos ácidos nucleicos: a ribose (RNA) e a desoxirribose (DNA). A
hexose mais conhecida é a glicose.
Dissacarídeos
Formados pela união de dois monossacarídeos. Na reação de dois
monossacarídeos, ocorre a liberação de uma molécula de água e a
síntese por desidratação. Opostamente, na quebra de um dissacarídeo,
ocorre a entrada de uma molécula de água, falando-se em quebra por 
hidrólise.
Exemplos de dissacarídeos são:
Sacarose (glicose + frutose)
Maltose (duas moléculas de glicose)
Lactose (glicose + galactose)
• 
• 
• 
Polissacarídeos
Formados por várias moléculas de monossacarídeos, principalmente a glicose. São insolúveis em
água e podem ser quebrados em açúcares simples por hidrólise. Essa insolubilidade é vantajosa para
os seres vivos pois permite que participem como componentes estruturais da célula ou que
funcionem como armazenadores de energia.
Veja na tabela a seguir os principais polissacarídeos encontrados nos seres vivos, seja como reserva
energética, seja como componente estrutural das células.
Polissacarídeo Monossacarídeo
constituinte Importância biológica 
Amido Glicose
Armazenado no amiloplasto de raízes
tuberosas (mandioca, batata doce, cará),
caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos
e sementes. Principal reserva energética
dos vegetais.
Glicogênio Glicose
Armazenado no fígado e nos músculos.
Principal reserva energética de animais e
fungos.
Celulose Glicose
Função estrutural na composição da parede
celular da célula vegetal.
Quitina Acetilglicosamina
Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e
é o componente principal da parede celular
dos fungos.
Lipídeos
Os lipídeos são as gorduras e abrangem uma classe de compostos variada que exercem funções biológicas
diferentes. São insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos, como o éter, o benzeno, o álcool e o
clorofórmio.
São elementos essenciais para a manutenção da vida celular por serem um componente
fundamental da formação das membranas celulares. 
Proteínas
Proteínas são formadas essencialmente por carbono (C), oxigênio (O), nitrogênio (N) e hidrogênio (H). Porém,
podem apresentar enxofre (S).
Formadas pela união de aminoácidos, participam da composição de diversas estruturas do corpo dos seres
vivos. Possuem função plástica e energética.
Veja algumas proteínas que exercem funções importantes para os seres vivos:
Enzimas
Substâncias que aumentam a velocidade das
reações químicas.
Anticorpos
Substâncias que participam dos mecanismos
de defesa do organismo.
Hormônios
Como insulina e o glucagon, que atuam
diretamente no metabolismo de açúcares.
A ligação que une os aminoácidos é conhecida como ligação peptídica, que podem ser quebradas por
hidrólise retornando à condição inicial. 
Ligação peptídica.
Dois aminoácidos unidos por uma ligação peptídica formam uma molécula de dipeptídeo e vários aminoácidos
formam uma macromolécula denominada polipeptídeo. Como a hemoglobina, formada por quatro cadeias
polipeptídicas, outras moléculas possuem formação parecida.
Enzimas
As reações biológicas são pouco espontâneas, ou seja, são lentas. É possível que, ao deixarmos dois
reagentes em contato, eles não reajam/interajam, ou, caso ocorra, a velocidade da reação pode ser muito
lenta.
Uma maneira eficaz de aumentar a velocidade da reação é elevar a temperatura. Com isso, as
moléculas terão maior número de colisões, devido a sua movimentação, ocorrendo, assim, a reação
química. 
No organismo, é necessário que a velocidade da reação seja adequada, mas sem elevação significativa de
temperatura para que as proteínas não se desnaturem. As enzimas aumentam a velocidade da reação, sem
subir a temperatura. Elas apenas diminuem a energia de ativação e, por isso, são chamadas de catalisadores
biológicos.
Energia de ativação
Energia mínima necessária para que a reação ocorra.
Gráfico mostra a energia de ativação com e sem enzima.
Ácidos nucleicos
Temos duas classes de ácidos nucleicos encontrados nas células:
Ácido desoxirribonucleico (DNA)
Ácido ribonucleico (RNA)
Ambos são macromoléculas de grande importância biológica, já que têm a responsabilidade de carregar todas
as informações necessárias para o funcionamento da célula.
Atenção
Todos os seres vivos têm os dois tipos de ácidos nucleicos. Os vírus, como possuem uma classificação
diferente, apresentam somente uma dessas moléculas: RNA ou DNA. 
Os ácidos nucleicos são formados por hidratos de carbono, do tipo pentose, bases nitrogenadas e ácido
fosfórico. A combinação desses elementos forma os nucleotídeos que são as unidades básicas dos ácidos
nucleicos. Temos cinco tipos diferentes de nucleotídeos que se organizam formando as moléculas deRNA ou
DNA.
A molécula de ácido nucleico é uma estrutura linear de nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. Essas
ligações unem o carbono 3’ da pentose ao carbono 5’ da pentose seguinte. Temos dois tipos de pentose que
podem ser utilizadas na formação do nucleotídeo. As riboses, quando o açúcar dos nucleotídeos que formam
o RNA, e as desoxirriboses, que formam os nucleotídeos do DNA.
As pentoses são açúcares cíclicos com cinco carbonos em sua estrutura, como observamos na imagem a
seguir, formam a parte central do nucleotídeo. A diferença entre as duas pentoses consiste no fato da
desoxirribose ter um átomo de oxigênio a menos no carbono 2. Em uma extremidade, fica o ácido fosfórico; na
• 
• 
outra, uma das cinco bases nitrogenadas. Estruturalmente, o ácido fosfórico está ligado ao carbono 5,
enquanto a base nitrogenada fica ligada ao carbono 1. 
Pentoses.
Veja a seguir, a estrutura do desoxirribonucleotídeo (DNA):
Estrutura do desoxirribonucleotídeo (DNA).
As bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos são de dois tipos: as purinas e as pirimidinas. As purinas são
formadas por dois anéis cíclicos fusionados, enquanto as pirimidinas apresentam apenas um anel
heterocíclico. No DNA, temos as pirimidinas timina (T) e citosina (C) e as purinas são adenina (A) e guanina
(G). O RNA tem a uracila (U) no lugar da timina. 
Bases nitrogenadas.
Quando uma base nitrogenada está ligada a uma pentose sem o fosfato chamamos de nucleosídeo. Com os
três elementos juntos — base nitrogenada, pentose e fosfato — temos o nucleotídeo.
Há três diferenças fundamentais ao comparar as moléculas de DNA com as de RNA:
 
O DNA possui desoxirribose e timina.
O RNA possui ribose e uracila.
O DNA tem duas cadeias polinucleotídicas unidas por ligações de hidrogênio, enquanto o RNA
apresenta somente uma.
A estrutura do DNA como sendo uma dupla hélice foi descrita em 1953 por Watson e Crick. A molécula de
DNA é formada por duas cadeias de nucleotídeos disposta em forma helicoidal, com giro à direita em torno de
um eixo central. As duas cadeias são antiparalelas. Isso significa que as ligações fosfodiéster seguem sentidos
contrários de uma cadeia para outra. As bases nitrogenadas ficam posicionadas na parte interna da dupla
hélice. Cada volta desta dupla hélice são 10,5 pares de nucleotídeos.
Watson e Crick
James Dewey Watson (1928) é um biólogo molecular, geneticista e zoologista americano. Francis Harry
Compton Crick (1916-2004) foi um biólogo molecular, biofísico e neurocientista britânico.
As duas cadeias do DNA estão unidas por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas formando
pares. Esses pares mantêm uma distância fixa e ocorrem entre certas bases. Os pares possíveis são entre:
adenina (A) e timina (T), guanina (G) e citosina (C). 
1. 
2. 
3. 
Bases nitrogenadas.
Um ponto a se destacar é que as bases nitrogenadas de A e T formam duas ligações de hidrogênio e G e C
formam três. Essa configuração dá mais estabilidade entre os pares G–C do que entre A–T. Veja a seguir:
Estruturas moleculares de bases nitrogenadas e ligações de hidrogênio.
Embora as duas cadeias do DNA sejam distintas, elas se complementam.
As moléculas de RNA apresentam uma estrutura do DNA com algumas diferenças citadas: a ribose no lugar da
desoxirribose e a uracila no lugar da timina e ainda possui uma única cadeia. Porém, existem tipos diferentes
de RNA e três classes principais:
RNA mensageiro (RNAm)
RNA ribossômico (RNAr)
RNA transportador (RNAt)
As três moléculas participam da síntese proteica. O RNAm carrega a informação copiada do DNA que dita a
sequência de aminoácidos, o RNAr representa metade da massa do ribossomo e o RNAt identifica e leva os
aminoácidos até o ribossomo.
Os ácidos nucleicos
A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre como o conhecimento sobre os ácidos nucléicos permitiu o
desenvolvimento das tecnologias moleculares que conhecemos atualmente.
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Questão 1
Os lipídios são moléculas orgânicas fundamentais para qualquer ser vivo. Além de serem componentes das
membranas, podem constituir hormônios e também uma importante reserva energética. Sobre os lipídios,
marque a opção correta:
A
Os lipídeos são solúveis em água.
B
Os lipídeos são solúveis em éter, benzeno e clorofórmio.
C
Os lipídeos são formados por unidades chamadas nucleotídeos.
D
Os lipídeos são uma cadeia de peptídeos.
E
Os lipídeos de cadeia longa constituem os polissacarídeos.
A alternativa B está correta.
1. 
2. 
3. 
Os lipídios são substâncias orgânicas, conhecidas como gorduras, que atuam em variadas partes do
organismo. São importantes como reserva de energia, na formação de hormônios, protegem contra os
choques mecânicos, além de constituírem as membranas celulares, compostas por fosfolipídios.
Questão 2
Amido e celulose são dois carboidratos importantes para o reino vegetal. Ambos são sintetizados pela própria
planta a partir da fotossíntese. Enquanto o amido tem a função de reserva de energia, a celulose tem a função
estrutural na parede celular, além de ser o mais abundante na natureza. Sobre amido e celulose, podemos
afirmar que são:
A
Monossacarídeos
B
Dissacarídeos
C
Trissacarídeos
D
Oligossacarídeos
E
Polissacarídeos
A alternativa E está correta.
Os polissacarídeos são moléculas formadas por mais de 10 monossacarídeos. Como exemplo podemos
citar o amido, o glicogênio e a celulose.
5. Conclusão
Considerações finais
Aprendemos que as células possuem estruturas de complexidade variável que têm condições de sustentar os
processos necessários para a vida, sendo assim a menor unidade que um ser vivo pode ter. Tendo como
principal parâmetro a individualização do material genético por um envoltório nuclear, as células são
classificadas em procarióticas e eucarióticas.
Entre as eucarióticas, distinguimos as células de acordo com a presença e as características de uma parede
celular em célula animal, vegetal ou fúngica. Observamos também que os vírus não conseguem manter todos
os processos sozinhos, sendo então classificados separadamente das células, já que dependem da estrutura
celular para se reproduzirem.
Além disso, vimos que as questões sobre a origem da vida são dúvidas muito antigas que sempre intrigaram a
humanidade e muitas teorias foram propostas ao longo do tempo na tentativa de explicá-la. Observamos,
ainda, que a água é um componente importante da constituição celular, que contribui para os processos
fisiológicos dos organismos, e que os componentes orgânicos e inorgânicos fazem parte da estrutura celular e
de funções no metabolismo.
Podcast
Agora, a especialista Cheryl Gouveia Almada encerra o tema falando sobre deficiências de vitaminas e
como o excesso ou carência de vitaminas podem ser prejudiciais à saúde.
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Leia o artigo Organelas citoplasmáticas também da Khan Academy.
Referências
ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WATSON, J. D. Biologia molecular da célula. 4.ed.
Porto Alegre: Artmed, 2004.
 
DE ROBERTIS, E. M. F. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.
 
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.
 
MAHAN, L. K.; ESCOTT-STUMP, S. ; RAYMOND, J. L. Krause: Alimentos, Nutrição e Dietoterapia. 13.ed. Rio de
Janeiro: Elsevier, 2013.
 
• 
• 
TACO. Tabela brasileira de composição de alimentos. 4.ed. Campinas: NEPA-UNICAMP, 2011. Consultado
eletronicamente em: 5 abr. 2021.
	Classificação e composição química celular
	1. Itens iniciais
	Propósito
	Objetivos
	Introdução
	1. O Universo e os seres vivos
	Elementos básicos
	Átomos
	Moléculas
	Molécula do Oxigênio
	Molécula do Ozônio
	Molécula da Água
	Molécula do Dióxido de Carbono
	Origem da vida
	Teoria da AbiogêneseExemplo
	Teoria da Biogênese
	Criacionismo
	Teoria da Panspermia
	Teoria de Oparin e Haldane
	Como os primeiros organismos se alimentavam?
	Condições para o surgimento e manutenção da vida na Terra
	A vida no Sistema Solar
	Conteúdo interativo
	Verificando o aprendizado
	2. As células
	Histórico da descoberta e estudos das células
	A descoberta
	A observação das células
	As hemácias em células animais
	O núcleo
	A constituição celular dos vegetais
	Os glóbulos
	O nucléolo
	Similaridade entre animais e vegetais
	O núcleo em células humanas
	Teoria Celular
	Protoplasma
	Teoria celular
	Vírus
	Exemplo
	Todas as células têm a mesma estrutura?
	Comentário
	Exemplo
	Células procariontes e eucariontes
	Exemplo
	Células procariontes
	Envoltório
	Fímbrias
	Pili
	Flagelos
	Citoplasma
	Células eucariontes
	Atenção
	Citoplasma e núcleo
	Nos organismos unicelulares
	Nos organismos pluricelulares
	Evolução dos Microscópios
	Conteúdo interativo
	Verificando o aprendizado
	3. As substâncias inorgânicas das células
	Composição química da célula
	Água
	Propriedades da água
	Exemplo
	Exemplo
	Coesão
	Difusão
	Exemplo
	Ciclo da água
	Conteúdo interativo
	Minerais
	Ca
	P
	Na
	Cl
	K
	Mg
	Fe
	I
	Doenças causadas pela deficiência de minerais
	Verificando o aprendizado
	4. As substâncias orgânicas das células
	Componentes orgânicos
	Vitaminas
	Hidrossolúveis
	Lipossolúveis
	Carboidratos
	Monossacarídeos
	Dissacarídeos
	Polissacarídeos
	Lipídeos
	Proteínas
	Enzimas
	Anticorpos
	Hormônios
	Enzimas
	Ácidos nucleicos
	Atenção
	Os ácidos nucleicos
	Conteúdo interativo
	Verificando o aprendizado
	5. Conclusão
	Considerações finais
	Podcast
	Conteúdo interativo
	Explore +
	Referências